(57)【要約】  【課題】  樹脂製シート、樹脂製起毛付き織布、樹脂製不織布、発泡層で裏打ちされた樹脂製シート、本皮シート、型押しされた本皮シート等の外装材を樹脂成形品の外表面に臨むように一体にインサート成形する場合において、金型内に印加される樹脂圧によって外装材が押潰されてそれ自身が持つ風合が失われることを防止する。  【解決手段】  インサート成形用金型のキャビティ２３内に溶融樹脂を充填した後の冷却時間を可能な限り短くし、最低限の冷却工程が終了次第受け板３４を移動させてその階段状突部３５の低い段側に駒２９の突起３１が当接するようにし、それによって可動プレート２８を後退させてこの可動プレート２８で受けられる外装材１５との間に隙間を形成する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形用金型のキャビティの内表面に沿って柔軟な外装材を配し、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出して成形体の外表面に露出するように前記外装材をインサート成形する成形方法において、
前記キャビティの少なくとも前記外装材を受ける部分を可動プレートから構成するとともに、前記可動プレートを後退させるカム機構を有し、
前記キャビティ内への溶融樹脂の射出・保圧後に前記カム機構によって前記可動プレートを後退させて前記外装材に加わる圧力を軽減することを特徴とするインサート成形方法。
【請求項２】
前記柔軟な外装材が、樹脂製シート、樹脂製起毛付き織布、樹脂製不織布、発泡層で裏打ちされた樹脂製シート、本皮シート、型押しされた本皮シートの内の何れかであることを特徴とする請求項１に記載のインサート成形方法。
【請求項３】
成形が射出成形またはプレス成形により行なわれることを特徴とする請求項１に記載のインサート成形方法。
【請求項４】
前記カム機構が段階的に前記可動プレートを後退させることを特徴とする請求項１に記載のインサート成形方法。
【請求項５】
成形用金型のキャビティの内表面に沿って柔軟な外装材を配し、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出して成形体の外表面に露出するように前記外装材をインサート成形する金型において、
前記キャビティの少なくとも前記外装材を受ける可動プレートと、前記可動プレートを後退させるカム機構とを有し、
前記キャビティ内に溶融樹脂を射出・保圧後に前記カム機構によって前記可動プレートを後退させて前記外装材に加わる圧力を軽減することを特徴とするインサート成形用金型。
【請求項６】
前記カム機構が階段状の突部を有する受け板から構成され、前記階段状の突部で前記可動プレートの背面を受けることを特徴とする請求項５に記載のインサート成形用金型。
【請求項７】
前記カム機構が３段階に前記可動プレートの後退位置を位置制御することを特徴とする請求項６に記載のインサート成形用金型。
【請求項８】
前記受け板が前記可動プレートの後退方向と交差する方向に摺動可能であって、該摺動方向のストロークを制御することによって前記可動プレートの後退位置を制御することを特徴とする請求項７に記載のインサート成形用金型。
【請求項９】
前記受け板がコロによって前記可動プレートの後退方向と直交する方向に摺動可能に支持されることを特徴とする請求項８に記載のインサート成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインサート成形方法およびその金型に係り、とくに成形用金型のキャビティの内表面に沿って柔軟な外装材を配し、この外装材を成形体にインサート成形する成形方法およびその金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電子機器、家電製品、自動車の内装材等の樹脂成形品のデザイン性を改善し、その商品価値を高めるために、上記の樹脂成形品の一部にインサート成形によって外装材を一体に結合することが広く行なわれている。すなわち成形品の加飾性の向上や付加価値の向上を目的として、樹脂製シート、樹脂製起毛付き織布、樹脂製不織布、発泡材で裏打ちされた樹脂製シート、本皮シート、型押しされた本皮シート等の各種の表皮材を金型のキャビティの内表面に装着しておき、この金型内に溶融樹脂を射出して成形する成形品の外表面に上記外装材をインサート成形するようにしている。
【０００３】
例えば特開平９−１３１７５６号公報には、金型のキャビティの内表面に沿って加飾シートを配し、金型を閉じてキャビティ内に溶融樹脂を射出し、外表面に加飾シートが接合された成形体を製造するようにしたインサート成形方法において、金型の突部を用いて加飾シートの位置決めを行なうようにし、これによって成形品の所定の位置に正しく加飾シートが位置決めされた状態でインサート成形するようにしている。
【０００４】
このようなインサート成形の場合に、溶融樹脂の射出充填や型閉めプレスによって、外装材が金型のキャビティの壁面とコア樹脂の間で高負荷状態にあり、このために外装材あるいは表皮材の持つ本来の触感や風合が失われる問題がある。
【０００５】
そこでこの欠点を解消するために、電動成形機を使用し、温度モニタや時間制御を併用し、ある所定のタイミングで所定の量だけ金型を開くことによって、外装材あるいは表皮材が持つ風合を失うことなく成形することができるようにしている。
【０００６】
また特開２０００−２５０４４号公報に開示されているように、金型の全体を開くことなく、キャビティの一部を動かし、これによって金型のキャビティ面と外装材あるいは表皮材との間に所定量の隙間を形成することによって、外装材あるいは表皮材が持つ風合を失うことなく成形する方法が提案されている。ところがこのような改良方法は、キャビティの一部を可動させるために油圧シリンダを使用し、その駆動を複雑でしかも高価な制御装置で制御する必要がある。また多大な設備投資を余儀なくされるために、必ずしも現実的な方法ではない。
【特許文献１】特開平９−１３１７５６号公報
【特許文献２】特開２０００−２５０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明の課題は、インサート成形によって樹脂成形品の外表面に一体に結合される外装材それ自身が持つ柔軟な風合を失うことなく成形できるようにしたインサート成形方法およびその金型を提供することである。
【０００８】
本願発明の別の課題は、インサート成形によって樹脂成形品の外表面に一体に結合される外装材が持つ本来の触感や風合が失われないようにしたインサート成形方法およびインサート成形用金型を提供することである。
【０００９】
本願発明のさらに別の課題は、複雑でしかも高価な制御装置を用いることなく、しかも樹脂の射出・保圧後における外装材に加わる圧力を軽減するようにしたインサート成形方法およびインサート成形用金型を提供することである。
【００１０】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想およびその実施の形態によって明らかにされよう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の主要な発明は、成形用金型のキャビティの内表面に沿って柔軟な外装材を配し、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出して成形体の外表面に露出するように前記外装材をインサート成形する成形方法において、
前記キャビティの少なくとも前記外装材を受ける部分を可動プレートから構成するとともに、前記可動プレートを後退させるカム機構を有し、
前記キャビティ内への溶融樹脂の射出・保圧後に前記カム機構によって前記可動プレートを後退させて前記外装材に加わる圧力を軽減することを特徴とするインサート成形方法に関するものである。
【００１２】
ここで前記柔軟な外装材が、樹脂製シート、樹脂製起毛付き織布、樹脂製不織布、発泡層で裏打ちされた樹脂製シート、本皮シート、型押しされた本皮シートの内の何れかであってよい。また成形が射出成形またはプレス成形により行なわてよい。また前記カム機構が段階的に前記可動プレートを後退させてよい。
【００１３】
金型に関する主要な発明は、成形用金型のキャビティの内表面に沿って柔軟な外装材を配し、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出して成形体の外表面に露出するように前記外装材をインサート成形する金型において、
前記キャビティの少なくとも前記外装材を受ける可動プレートと、前記可動プレートを後退させるカム機構とを有し、
前記キャビティ内に溶融樹脂を射出・保圧後に前記カム機構によって前記可動プレートを後退させて前記外装材に加わる圧力を軽減することを特徴とするインサート成形用金型に関するものである。
【００１４】
ここで前記カム機構が階段状の突部を有する受け板から構成され、前記階段状の突部で前記可動プレートの背面を受けることが好ましい。また前記カム機構が３段階に前記可動プレートの後退位置を位置制御するようにしてよい。また前記受け板が前記可動プレートの後退方向と交差する方向に摺動可能であって、該摺動方向のストロークを制御することによって前記可動プレートの後退位置を制御することが好ましい。また前記受け板がコロによって前記可動プレートの後退方向と直交する方向に摺動可能に支持されてよい。
【００１５】
本願発明の好ましい態様は、樹脂製シート、樹脂製起毛付き織布、発泡層で裏打ちされた樹脂製シート、本皮シート、型押しされた本皮シート等の各種の外装材あるいは表皮材を射出成形またはプレス成形によって溶融樹脂と一体化させるインサート成形方法において、樹脂射出・保圧後直ちに上記可動プレートを後退させ、金型のキャビティ面と表皮材との間に隙間を設けるようにしたインサート成形方法である。
【００１６】
ここで汎用の油圧駆動の射出成形機によって、上記外装材あるいは表皮材が持つ風合を失うことなく成形することを可能にしたインサート成形方法である。
【００１７】
また本願発明の別の好ましい態様は、樹脂製シート、樹脂製起毛付き織布、樹脂製不織布、発泡層で裏打ちされた樹脂製シート、本皮シート、型押しされた本皮シート等の様々な外装材あるいは表皮材を射出成形またはプレス成形によって、溶融樹脂と一体化させるインサート成形用金型において、可動側金型のキャビティ面の一部または全部を前後に動くことが可能な可動プレートとし、その可動プレートを背面に突部を持つ駒で受け、それに噛み合うカム形状を前面に有する受け板をスライドさせることによって、上記可動プレートを前後移動可能な構造としたインサート成形用金型に関する。
【００１８】
ここで上記駒と受け板のカム構造によって、受け板のスライド量によって駒の前後方向、すなわちキャビティ面可動プレートを３段階に位置制御し、外装材あるいは表皮材の厚さに応じて、金型キャビティ面と外装材あるいは表皮材との間の隙間が設定可能なインサート成形用金型である。
【００１９】
上記のような態様によれば、高価な電動成形機の緻密な制御や油圧シリンダとその制御装置を使用せずに、本願発明の金型を使用し、本願発明のインサート成形を行なうことによって、金型のキャビティ面と表皮材との間に空間を設け、成形樹脂圧によって負荷を受けた樹脂製起毛や樹脂製発泡層を本来の風合や触感に戻すことができ、品位ある表皮材インサート成形品を提供できるようになる。また本願発明は、外装材あるいは表皮材と接する可動プレートを後退させ、外装材あるい表皮材とキャビティとの間に空間を持たせるために、可動プレートにカム形状を持たせ、可動キャビティの位置を制御できるようにし、そのカム形状を３段階にすることによって、２種類の厚さの表皮材に対応できるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
インサート成形方法に関する主要な発明は、成形用金型のキャビティの内表面に沿って柔軟な外装材を配し、キャビティ内に溶融樹脂を射出して成形体の外表面に露出するように外装材をインサート成形する成形方法において、キャビティの少なくとも外装材を受ける部分を可動プレートから構成するとともに、可動プレートを後退させるカム機構を有し、キャビティ内への溶融樹脂の射出・保圧後にカム機構によって可動プレートを後退させて外装材に加わる圧力を軽減するようにしたものである。
【００２１】
従ってこのようなインサート成形方法によれば、溶融樹脂の射出・保圧後に可動プレートが後退し、これによって外装材に加わる圧力が軽減される。従って外装材が持つ柔軟な触感や風合が失われることが防止され、成形品に一体に結合される外装材が良好な触感や風合を持つようになり、高品質のインサート成形品を提供できるようになる。
【００２２】
成形用金型に関する主要な発明は、成形用金型のキャビティの内表面に沿って柔軟な外装材を配し、キャビティ内に溶融樹脂を射出して成形体の外表面に露出するように外装材をインサート成形する金型において、キャビティの少なくとも外装材を受ける可動プレートと、可動プレートを後退させるカム機構とを有し、キャビティ内に溶融樹脂を射出・保圧後にカム機構によって可動プレートを後退させて外装材に加わる圧力を軽減するようにしたものである。
【００２３】
従ってこのようなインサート成形用金型によれば、キャビティ内に溶融樹脂を射出・保圧後にカム機構によって可動プレートを後退させて外装材に加わる圧力を軽減することによって、上記外装材が持つ柔軟な風合や触感が失われることが防止されるようになり、高品質のインサート成形品を成形することが可能なインサート成形用金型が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１は本実施の形態によってインサート成形されるキャビネット１０を備える携帯情報端末を示している。すなわちこの携帯情報端末は偏平な直方体状の合成樹脂成形品から成るキャビネット１０を備え、その前面側には矩形の液晶表示パネルから成るディスプレイ１１を備えている。また上記ディスプレイ１１の下側にはキー釦１２や操作釦１３が配され、これによってこの携帯情報端末に所定の入力操作を行ない得るようにしている。またキャビネット１０の上部には上方に突出するようにアンテナ１４が突出されている。
【００２５】
またこの携帯情報端末のキャビネット１０の所定の位置、例えばその両側にはそれぞれ外装材１５がインサート成形によってキャビネット１０に一体に成形されている。外装材１５は、樹脂製シート、樹脂製起毛付き織布、樹脂製不織布、発泡層で裏打ちされた樹脂製シート、本皮シート、型押しされた本皮シート等の外装材であって、キャビネット１０のデザイン性を改善し、あるいはまたこのキャビネット１０の商品価値を高めるものである。ここではキャビネット１０に対して外装材１５が滑り止めの機能を与えながらしかもデザイン性を改善するようにしている。
【００２６】
次に上記キャビネット１０を形成するためのインサート成形用金型について説明する。図２はこの金型の全体の構成を示しており、ここでは右側の固定金型２０と、左側の一対の移動金型２１、２２とを備えている。そして固定金型２０と移動金型２１との間にキャビティ２３が形成され、このキャビティ２３に樹脂通路２４を通して溶融樹脂を供給することによって、キャビティ２３の形状に対応するキャビネット１０が成形される。そしてこのときにキャビティ２３の内表面に沿って外装材１５を配しておくことにより、外装材１５がキャビネット１０に一体に結合された状態で成形され、インサート成形が行なわれることになる。
【００２７】
上記移動金型２１のキャビティ２３と対向する位置には凹部２７が形成されるとともに、この凹部２７内に移動可能に可動プレート２８が配される。そしてこの可動プレート２８の背面側を受けるように駒２９が配される。駒２９は図３Ａに示すようにその背面側であってその両側に突条３０を備え、突条３０間において複数の突起３１が設けられている。
【００２８】
そして上記駒２９の突起３１を受けるように上記駒２９と対向する受け板３４が配される。受け板３４はその前面側に複数の、例えば３つの階段状突部３５を備える（図３Ｂ参照）。そしてこのような階段状突部３５が上記駒２９の突起３１と当接されるとともに、突起３１と当接される階段状突部３５の高さに応じて、駒２９の後退量が制御されるようになっている。なお受け板３４はその背面側を図２に示すコロ３６によって受けられており、これによって図２において上下方向に摺動可能に支持されている。
【００２９】
このように本実施の形態の成形方法に適用されるインサート成形用金型は、一対の移動金型２１、２２および固定金型２０を備え、しかも移動金型２１のキャビティ面が可動プレート２８から構成されている。従ってこの実施の形態による方法の射出成形またはプレス成形では、外装材１５を移動金型２１の可動プレート２８上に装着し、型閉めを行なった後にキャビティ２３に溶融樹脂を充填することによって、コア材溶融樹脂から成るキャビネット１０と外装材１５とが一体化される。
【００３０】
移動金型２１のキャビティ２３の一部または全部を構成する可動プレート２８は、駒２９によって背面から受けられている。この駒２９は、その背面側に図３Ａに示すように突起３１を有しており、階段状突部３５を有する受け板３４と噛合いながらこの受け板３４に受けられている。そしてこの受け板３４の背面と移動金型２２との間には複数のコロ３６が配置され、これらのコロ３６は図２において受け板３４が左方に後退するのを防ぐようにしている。しかもこれらのコロ３６は、受け板３４が図２において上下方向にスライドするのを補助する役割を果しており、この金型の耐久性の向上に必須のものである。
【００３１】
図３はとくにこのインサート成形用金型のカム機構を示しており、駒２９と受け板３４とからカム機構が構成されている。そして駒２９および受け板３４はともに突起３１および突部３５から成るカム構造を有しており、とくに受け板３４の突部３５は３段の階段状の構造をなしている。駒２９と受け板３４とが互いに当接係合しているために、受け板３４をスライドさせることによって、駒２９はこの金型内を前後に動き、受け板３４のスライド量によって可動プレート２８が３つの位置を保持可能にしている。
【００３２】
ここで受け板３４を移動させるには、例えばエアシリンダ等のアクチュエータを使用すると、この成形機の動きとは無関係に任意のタイミングで可動プレート２８を後退させることができる。
【００３３】
次にこのような金型を使用し、本願発明に係る成形方法の実施例を説明する。まず所定の材料の外装材１５を所定の大きさに切断し、移動金型２１内に配される可動プレート２８の表面に取付ける。そして型閉めを行なった後に、キャビティ２３内に溶融樹脂を充填し、そのまま保圧をかける工程に入る。続いて冷却工程に入る。
【００３４】
一般の射出成形の場合には、製品であるキャビネット１０の大きさによって１５〜２０秒程度の冷却工程に入るが、本実施の形態においてはこの冷却時間を可能な限り短く設定する。そして非常に短い冷却期間を終了した後に、可動プレート２８を上記駒２９と受け板３４の相対運動によって後退させる。冷却時間は、キャビネット１０等の成形品の大きさや形状、あるいはまた成形材料の種類に依存する。ここではキャビティ２３内に注入された樹脂が固まるのに必要な時間だけ最低限の冷却時間を設定する。この時間は通常０〜５秒程度である。
【００３５】
ここで冷却時間が長くなると、つまり可動プレート２８を後退させずに十分な冷却を行なうと、樹脂製起毛付き表皮材から成る外装材１５の場合には、その毛が倒れたままになり、また毛の風合が失われる。また発泡層で裏打ちされた樹脂シートの場合には、発泡層が潰れたままになり、本来必要とされる外装材１５の厚さが確保できなくなり、また本来の柔軟な触感も失われる。本皮シートあるいは型押しされた本皮シートを外装材として使用した場合には、皮自身が持っている天然の凹凸や型押しによってできた凹凸が樹脂圧に負けて潰れてしまう。
【００３６】
そこで上記の冷却時間を最低限に設定する。そして最低限の冷却工程が終了した後に、可動プレート２８を後退させる必要があり、そのために受け板３４を図２において矢印で示すように上方にスライドさせる。そして可動プレート２８と外装材１５との間に図４に示すように空間を設けることによって、成形樹脂圧によって潰された樹脂製の起毛や発泡層が本来の状態に戻るようにする。
【００３７】
次に可動プレート２８を後退させるための、受け板３４の摺動動作について説明する。図４に示す受け板３４のスライド量とそのときの駒２９の後退量、すなわち可動プレート２８の後退量の関係が図４に示される。ここで図４Ａは受け板３４をスライドさせる前の状態であって、可動プレート２８と外装材１５との間に空間がない状態を示している。
【００３８】
また図４Ｂは駒２９を後退すべく、受け板３４を上方に２０ｍｍスライドさせた状態であって、そのときに受け板３４の階段状突部３５の１段下側の部分に駒２９の突起３１が当接し、これによって駒２９が０．５ｍｍ後退した状態を示している。従ってこのときには可動プレート２８と外装材１５との間に０．５ｍｍの隙間を生ずる。
【００３９】
図４Ｃはさらに受け板３４を上方に１０ｍｍスライドさせた状態を示しており、このときにはこの受け板３４の階段状突部３５のさらに１段下の部分に駒２９の突起３１が当接するために、駒２９はさらに１．５ｍｍ後退する。従って先の０．５ｍｍの後退と合せて、合計２ｍｍ後退することになる。よって可動プレート２８と外装材１５との間に２ｍｍの隙間を生ずる。
【００４０】
このように隙間の大きさを多段階に、例えばこの実施の形態においては２段階に調整できるようにしているために、起毛の長さの違う複数種類の外装材あるいは表皮材に対して、任意に対応できるようになる。また可動プレート２８が金型の分割面を含めて製品全体を覆う場合、すなわち外装材１５がキャビネット１０の体裁の全体を覆う場合には、駒２９が０．５ｍｍ後退すると、その厚さ分外装材１５を分割面全体で包み込むことが可能になる。
【００４１】
このような構造の金型を用いたインサート成形方法によれば、駒２９の前後の動きは、受け板３４の図２における単純な摺動運動で実現可能であるために、高価な電動成形機や油圧シリンダを含めた高価な制御装置を必要とせず、このために成形装置に対する設備投資額が大幅に低減する。
【００４２】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態は、携帯情報端末のキャビネット１０の成形のための金型に関するものであるが、本願発明はその他各種の電子機器、家電製品、自動車の内装部品等の樹脂成形品に広く適用可能である。また可動プレート２８の後退量を制御する受け板３４の階段状突部３５の段数やその形状等についても、各種の設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本願発明は、電子機器、家電製品、自動車の内装材等の樹脂成形品のインサート成形に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本願発明の方法によって成形されるキャビネットを備える携帯情報端末の外観斜視図である。
【図２】キャビネットを成形するための成形用金型の縦断面図である。
【図３】同成形用金型のカム機構を有する要部縦断面図である。
【図４】カム機構の動作を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０‥‥キャビネット、１１‥‥ディスプレイ、１２‥‥キー釦、１３‥‥操作釦、１４‥‥アンテナ、１５‥‥外装材、２０‥‥固定金型、２１、２２‥‥移動金型、２３‥‥キャビティ、２４‥‥樹脂通路、２７‥‥凹部、２８‥‥可動プレート、２９‥‥駒、３０‥‥突条、３１‥‥突起、３４‥‥受け板、３５‥‥階段状突部、３６‥‥コロ
【図１】
2005343042.tif 000003
【図２】
2005343042.tif 000004
【図３】
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【図４】
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